Anwendung von Granger Kausalität Analyse des gerichteten funktionalen Zusammenhangs in der Alzheimer-Krankheit und Mild Cognitive Impairment

Summary

Basierend auf ruhenden Zustand funktionelle Magnetresonanztomographie mit Granger Kausalität Analyse, untersuchten wir die Änderungen in die gezielte funktionelle Verknüpfung zwischen den hinteren cingulären Kortex und ganze Gehirn bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit (AD), Patienten mit Mild Cognitive Impairment (MCI) und gesunden Kontrollpersonen.

Abstract

Beeinträchtigt funktionelle Verknüpfung in der Standard-Modus-Netzwerk (DMN) kann das Fortschreiten der Alzheimer-Krankheit (AD) beteiligt werden. Die hinteren cingulären Kortex (PCC) ist ein potenzieller bildgebenden Marker für Überwachung das Fortschreiten der AD. Frühere Studien nicht auf die funktionelle Verknüpfung zwischen der PCC und Knoten in Regionen außerhalb der DMN konzentrieren, aber unsere Studie ist ein Versuch, diese übersehen Funktionszusammenhänge zu erkunden. Für die Datenerhebung, verwendeten wir funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) und Granger Kausalität Analyse (GCA). fMRI bietet eine nicht-invasive Methode zur Untersuchung der dynamischen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Gehirnregionen. GCA ist ein statistischer Hypothesentest zur Feststellung, ob einmalige Serie bei der Vorhersage von anderen nützlich ist. In einfachen Worten, es wird danach beurteilt, vergleicht man die "alle Informationen auf den letzten Moment, die Verteilung der Wahrscheinlichkeit von X zu diesem Zeitpunkt" und die "bezeichnet alle Informationen auf den letzten Moment außer Y, die Verteilung der Wahrscheinlichkeit von X zu diesem Zeitpunkt", um festzustellen, ob eine kausale Beziehung zwischen Y und X. Diese Definition basiert auf die vollständige Informationsquelle und stationäre chronologischer Reihenfolge. Der wichtigste Schritt dieser Analyse ist mit X und Y die Regressionsgleichung und zeichnen eine kausale Beziehung durch einen hypothetischen Test. Da GCA kausale Effekte messen kann, haben wir es untersuchen die Anisotropie der funktionelle Konnektivität und erkunden die Hub-Funktion des PCC. Hier wir abgeschirmt 116 Teilnehmer für MRI Scan, und wir nach Vorverarbeitung der Daten aus Neuroimaging, GCA verwendet, um den ursächlichen Zusammenhang der einzelnen Knoten ableiten. Schließlich schlossen wir, dass die gerichtete Verbindung zwischen den Mild Cognitive Impairment (MCI) und AD Gruppen, sowohl aus der PCC auf das ganze Gehirn das gesamte Gehirn in die PCC erheblich unterscheidet.

Introduction

AD ist eine degenerative Erkrankung des zentralen Nervensystems, die Histopathologie, Elektrophysiologie und Neuroimaging¹diagnostiziert werden können. Die Speicher-bezogene DMN ist ein lebenswichtiges System der interagierenden Hirnregionen zugeordnete AD, und seine abnormale Funktion ist charakteristisch für AD^2,3. Die PCC ist eine wichtige Region des traditionellen Standardnetzwerk im Ruhezustand und spielt entscheidende Rolle im episodischen Gedächtnis, räumliche Aufmerksamkeit, Selbstevaluation und andere kognitive Funktionen^4,5<....

Protocol

Diese Studie wurde von der Ethikkommission des Volkskrankenhauses der Provinz Zhejiang genehmigt. Jeder eingeschriebene Proband unterschrieb eine schriftliche Einverständniserklärung.

1. Klassifizierung und Screening von Proben

1. Diagnostizieren und Einteilen von 116 Patienten in AD- und MCI-Gruppen.
   HINWEIS: Verwenden Sie die Diagnosekriterien des National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke aus dem Jahr 2011 und der Alzheimer's Disease and Related Disorders Association (NINCDS-ADRDA) sowie die Kriterien der Mini-Mental State Examination (MMSE) zur Identifizierung und Klassifizierung von MCI, d....

Results

Demografische Informationen

Tabelle 1 zeigt die Eigenschaften der Probanden. Alle Probanden hatten einen Bildungsabschluss der Junior School oder höher. Alter, Geschlecht und Bildungsniveau waren in den drei Gruppen ähnlich (P >0,05), während die MMSE-Werte signifikant unterschiedlich waren (P <0,01).

Gerichtete funktionelle Konnektiv.......

Discussion

Dieser Bericht stellt ein Verfahren zum Vergleich der gerichteten funktionelle Verknüpfung von PCC an das ganze Gehirn und aus dem gesamten Gehirn in die PCC zwischen AD, MCI und der Kontrollgruppe. Darüber hinaus ist ein wichtiger Schritt in diesem Prozess der Klassifizierung und Screening der Probe vor dem Experiment. Somit sind die Klassifizierung und screening-Kriterien entscheidend, da die Genauigkeit der Ergebnisse beeinflusst werden kann, wenn sie falsch sind. Wie im Protokoll aufgeführt, verwendeten wir 2011-NINC.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
116 Patienten	Volk der Provinz Zhejiang Diese		Studie wurde von der Ethikkommission des Volkes der Provinz Zhejiang genehmigt. s Krankenhaus. Jeder eingeschriebene Proband unterschrieb eine schriftliche Einverständniserklärung.
Siemens Trio 3.0 T MRT-Scanner	Siemens, Erlangen, Deutschland	20571	Ausgestattet mit AudioComfort, das das akustische Geräusch um bis zu 90 % reduziert; Bietet hohe Leistung bei niedrigem Geräuschpegel; Ultraleichte Spule; Einzigartiges Design der MRT-Sequenz; Unterstützt bis zu 400 Pfund ohne Einschränkungen.
RESTplus	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China	20160122	RESTplus hat sich aus REST (Resting-State fMRI Data Analysis Toolkit) entwickelt, einem praktischen Toolkit zur Berechnung der funktionalen Konnektivität (FC), der regionalen Homogenität (ReHo), der Amplitude der niederfrequenten Fluktuation (ALFF), der fraktionierten ALFF (fALFF), der Grangener-Kausalität, der Gradzentralität, der voxelgespiegelten homotopen Konnektivität (VMHC) und der Durchführung statistischer Analysen.
DPARSF	Hangzhou Normal University, Hangzhou, Zhejiang, China	130615	Data Processing Assistant for Resting-State fMRI (DPARSF) ist eine praktische Plug-in-Software innerhalb von DPABI, die auf SPM basiert. Sie müssen nur Ihre DICOM-Dateien anordnen und auf ein paar Schaltflächen klicken, um die Parameter einzustellen, DPARSF liefert dann alle vorverarbeiteten Daten, die funktionale Konnektivität, ReHo, ALFF/fALFF, die Gradzentralität und die Voxel-gespiegelte homotope Konnektivität (VMHC).
SPSS	SPSS Inc., Chicago, IL,	USA-SPSS	bietet detaillierte Analyseoptionen, um Ihre Daten genauer zu untersuchen und Trends zu erkennen, die Sie möglicherweise nicht bemerkt haben.